[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2007317771A - Semiconductor light emitting device - Google Patents

Semiconductor light emitting device Download PDF

Info

Publication number
JP2007317771A
JP2007317771A JP2006144006A JP2006144006A JP2007317771A JP 2007317771 A JP2007317771 A JP 2007317771A JP 2006144006 A JP2006144006 A JP 2006144006A JP 2006144006 A JP2006144006 A JP 2006144006A JP 2007317771 A JP2007317771 A JP 2007317771A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
light emitting
insulating film
emitting device
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006144006A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Sasakura
賢 笹倉
Keizo Kawaguchi
恵蔵 川口
Yasuyuki Shibata
康之 柴田
Hanako Kawaguchi
華子 川口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Priority to JP2006144006A priority Critical patent/JP2007317771A/en
Publication of JP2007317771A publication Critical patent/JP2007317771A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light emitting device which reduces clogging and jamming of the dicing blade or lifting of an insulating layer or a metal layer from a semiconductor comprising a light emitting layer, when performing dicing separation for every chip by simple composition. <P>SOLUTION: The semiconductor light emitting device 10 having a junction down structure comprises: a semiconductor substrate 11 provided with a light emitting layer 12 at the mounting surface side, an insulating film 13 formed in the surface of this light emitting layer where patterning is carried out, a first electrode layer 14 coming into ohmic contact partially with the above emitting layer in a region without having an insulating film which is formed on this insulating film, a joining layer 17 formed via a barrier metal layer 15 on this first electrode layer, and a second electrode layer 16 formed in the surface opposite to the emitting layer of the above semiconductor substrate. The semiconductor light emitting device 10 is constituted so that the insulating film or the metal layer, the barrier metal layer and the joining layer may be formed smaller than the semiconductor substrate and the emitting layer. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、所謂ジャンクションダウン構造の半導体発光装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor light emitting device having a so-called junction down structure.

従来、所謂ジャンクションダウン構造の半導体発光装置は、例えば図3に示すように構成されている。
図3において、半導体発光装置1は、半導体基板2の表面(下面)に発光層3が形成されており、さらにこの発光層3の下側に、順次にパターニングされた絶縁膜4を介して、p型電極5及びバリアメタル層6が形成されると共に、上記半導体基板2の上面にn型電極7が形成されることにより、チップ状に構成されている。
Conventionally, a so-called junction down structure semiconductor light emitting device is configured as shown in FIG. 3, for example.
In FIG. 3, the semiconductor light emitting device 1 has a light emitting layer 3 formed on the surface (lower surface) of a semiconductor substrate 2, and further, an insulating film 4 sequentially patterned below the light emitting layer 3, A p-type electrode 5 and a barrier metal layer 6 are formed, and an n-type electrode 7 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 2 to form a chip.

さらに、上記半導体発光装置1は、実装の際に、その下面がパッケージやサブマウント等の実装基板上に形成された接続用ランド等に対して接合され得るように、その下面に、接合層8が形成されている。   Further, when the semiconductor light emitting device 1 is mounted, the bonding layer 8 is formed on the lower surface so that the lower surface can be bonded to a connection land formed on a mounting substrate such as a package or a submount. Is formed.

上記半導体基板2は、発光層3で生ずる光を上方に透過させるように、発光波長に対して透光性を有する半導体から構成されている。
上記発光層3は、公知の構成の発光層であって、実際には複数の半導体層を積層させることにより、構成されている。
The semiconductor substrate 2 is made of a semiconductor having translucency with respect to the emission wavelength so that light generated in the light emitting layer 3 is transmitted upward.
The light-emitting layer 3 is a light-emitting layer having a known configuration, and is actually configured by laminating a plurality of semiconductor layers.

上記絶縁膜4は、SiO2 等から構成されており、上記発光層3とp型電極5のオーミック接触の際の合金化により生ずる光吸収体としての合金層が発光層3の下面全体に形成されることを部分的に回避し得るように、パターニングにより形成されている。これにより、発光層3から下方に向かう光が、上記絶縁膜4で反射して、上方に向かって効果的に取り出され得るようになっている。 The insulating film 4 is made of SiO 2 or the like, and an alloy layer as a light absorber generated by alloying in the ohmic contact between the light emitting layer 3 and the p-type electrode 5 is formed on the entire lower surface of the light emitting layer 3. It is formed by patterning so that it can be partially avoided. As a result, light traveling downward from the light emitting layer 3 is reflected by the insulating film 4 and can be effectively extracted upward.

上記p型電極5は、上述した絶縁膜4が形成されない領域にて、発光層3の下面とオーミック接触することにより、電気的に接続されるようになっている。   The p-type electrode 5 is electrically connected by being in ohmic contact with the lower surface of the light emitting layer 3 in the region where the insulating film 4 is not formed.

上記バリアメタル層6は、半導体発光装置1がパッケージやサブマウント等に実装される際に、接合層8が発光層3側にしみ出すことを阻止するようになっている。   The barrier metal layer 6 prevents the bonding layer 8 from seeping out to the light emitting layer 3 side when the semiconductor light emitting device 1 is mounted on a package, a submount, or the like.

上記接合層8は、上記発光層3が実装面(半導体発光装置1の下面)に近いことから、銀ペースト等の接合剤を使用した場合、溶融した接合剤がチップ側面を這い上がって、リークすることを回避するために、AuSn等の共晶材を使用される。
これにより、半導体発光装置1は、実装基板に対して共晶接合されることになる。
尚、上記AuSn等の共晶材は、パッケージ等の実装基板の表面の凹凸形状を考慮して、ある程度の厚さにする必要がある。
In the bonding layer 8, since the light emitting layer 3 is close to the mounting surface (the lower surface of the semiconductor light emitting device 1), when a bonding agent such as silver paste is used, the molten bonding agent crawls up the chip side surface and leaks. In order to avoid this, a eutectic material such as AuSn is used.
Thereby, the semiconductor light emitting device 1 is eutectic bonded to the mounting substrate.
Note that the eutectic material such as AuSn needs to have a certain thickness in consideration of the uneven shape of the surface of the mounting substrate such as a package.

ところで、このような構成の半導体発光装置1においては、図3に示すように、複数個のチップが一体に並んだ状態で作製された後、個々のチップ1a毎にダイシング又はブレーキングによって分離されるようになっている。
しかしながら、このようなチップ1a毎の分離の際に、上記絶縁膜4が割れて剥離してしまったり、接合層8を構成するAuSn等の比較的軟らかく且つ厚い金属膜がダイシングブレードを目詰まりさせることにより、チッピングが発生するという問題があった。
特に、上述したジャンションダウン構造の場合には、発光層3のうち活性層にダメージが生じやすく、半導体発光装置1の特性が悪化すると共に、歩留まりが低下してしまうという問題があった。
By the way, in the semiconductor light emitting device 1 having such a configuration, as shown in FIG. 3, after a plurality of chips are integrally formed, the chips 1a are separated by dicing or braking. It has become so.
However, at the time of separation for each chip 1a, the insulating film 4 is cracked and peeled off, or a relatively soft and thick metal film such as AuSn constituting the bonding layer 8 clogs the dicing blade. As a result, there is a problem that chipping occurs.
In particular, in the case of the junction down structure described above, there is a problem that the active layer of the light emitting layer 3 is easily damaged, the characteristics of the semiconductor light emitting device 1 are deteriorated, and the yield is lowered.

このような問題は、発光層の下面に、パターニングされた絶縁膜4の代わりに、パターニングされた金属層が形成され、この金属層の無い領域に形成された電極層が発光層とオーミック接触すると共に、発光層からの光に対して反射面として作用するようにした半導体発光装置においても、同様に発生する。   Such a problem is that a patterned metal layer is formed on the lower surface of the light emitting layer instead of the patterned insulating film 4, and the electrode layer formed in the region without the metal layer is in ohmic contact with the light emitting layer. At the same time, the same occurs in the semiconductor light emitting device that acts as a reflecting surface for the light from the light emitting layer.

本発明は、以上の点から、簡単な構成により、チップ毎にダイシングにより分離する際に、発光層を構成する半導体と絶縁膜,電極層,金属層とが剥離したり、あるいはダイシングブレードの目詰まりを低減するようにした、半導体発光装置を提供することを目的としている。   In view of the above, the present invention has a simple structure, and when the semiconductor chip constituting the light emitting layer is separated from each other by dicing, the insulating film, the electrode layer, and the metal layer are peeled off, or the dicing blade has an eye. An object of the present invention is to provide a semiconductor light-emitting device that reduces clogging.

上記目的は、本発明によれば、実装面側に発光層を備えた半導体基板と、この発光層の表面に形成されたパターンニングされた絶縁膜または金属層と、この絶縁膜または金属層の上に形成され且つ絶縁膜または金属層のない領域にて上記発光層に対して部分的にオーミック接触する第一の電極層と、この第一の電極層の上にバリアメタル層を介して形成された接合層と、上記半導体基板の発光層とは反対側の表面に形成された第二の電極層と、を含んでいるジャンクションダウン構造の半導体発光装置であって、上記絶縁膜または金属層,電極層,バリアメタル層及び接合層が、半導体基板及び発光層よりも小さいことを特徴とする、半導体発光装置により、達成される。   According to the present invention, the object is to provide a semiconductor substrate having a light emitting layer on the mounting surface side, a patterned insulating film or metal layer formed on the surface of the light emitting layer, and the insulating film or metal layer. A first electrode layer formed on the first electrode layer that is partially in ohmic contact with the light emitting layer in a region without an insulating film or metal layer, and formed on the first electrode layer via a barrier metal layer A junction down structure semiconductor light emitting device comprising: a bonding layer formed on the surface of the semiconductor substrate opposite to the light emitting layer; and the insulating film or the metal layer. The semiconductor light emitting device is characterized in that the electrode layer, the barrier metal layer, and the bonding layer are smaller than the semiconductor substrate and the light emitting layer.

本発明による半導体発光装置は、好ましくは、上記絶縁膜または金属層,電極層,バリアメタル層及び接合層が、チップ毎に分離する際のダイシングで使用されるダイシングブレードの厚さの半分以上、半導体基板及び発光層よりも小さい。   In the semiconductor light emitting device according to the present invention, preferably, the insulating film or the metal layer, the electrode layer, the barrier metal layer, and the bonding layer are more than half the thickness of a dicing blade used for dicing when separating each chip, It is smaller than the semiconductor substrate and the light emitting layer.

本発明による半導体発光装置は、好ましくは、上記発光層と第一の電極層の間に、パターニングされた絶縁膜が設けられており、上記第一の電極層が、絶縁膜のない領域にて上記発光層とオーミック接触すると共に、上記絶縁膜が発光層からの光を反射させる。   In the semiconductor light emitting device according to the present invention, preferably, a patterned insulating film is provided between the light emitting layer and the first electrode layer, and the first electrode layer is formed in a region without the insulating film. While being in ohmic contact with the light emitting layer, the insulating film reflects light from the light emitting layer.

本発明による半導体発光装置は、好ましくは、上記発光層と第一の電極層の間に、パターニングされた金属層が設けられており、上記第一の電極層が、金属層のない領域にて上記発光層とオーミック接触すると共に、上記金属層が発光層からの光を反射させる。   In the semiconductor light emitting device according to the present invention, preferably, a patterned metal layer is provided between the light emitting layer and the first electrode layer, and the first electrode layer is located in a region without the metal layer. While being in ohmic contact with the light emitting layer, the metal layer reflects light from the light emitting layer.

本発明による半導体発光装置は、好ましくは、上記接合層が、AuSn等の共晶材から構成されている。   In the semiconductor light emitting device according to the present invention, preferably, the bonding layer is made of a eutectic material such as AuSn.

上記構成によれば、第一及び第二の電極層に駆動電圧が印加されると、オーミック接触により発光層に駆動電圧が印加されることになり、この発光層から光が出射する。   According to the above configuration, when a driving voltage is applied to the first and second electrode layers, the driving voltage is applied to the light emitting layer by ohmic contact, and light is emitted from the light emitting layer.

この場合、上記絶縁膜または金属層,電極層,バリアメタル層及び接合層が、特に好ましくは、チップ毎に分離する際のダイシングで使用されるダイシングブレードの厚さの半分以上、半導体基板及び発光層より小さく形成されている。これにより、この寸法差が、チップ毎に分離する際のダイシングストリートとして作用することになる。   In this case, the insulating film or the metal layer, the electrode layer, the barrier metal layer, and the bonding layer are particularly preferably half or more of the thickness of the dicing blade used for dicing when separating each chip, the semiconductor substrate, and the light emission It is formed smaller than the layer. As a result, this dimensional difference acts as a dicing street when separating each chip.

従って、チップ分離の際に、絶縁膜または金属層,電極層,バリアメタル層及び接合層が切断されることはない。これにより、チップ分離工程によって、絶縁膜や金属層が割れたり、発光層を構成する半導体層から剥離するようなことはなく、さらに発光層のうち活性層がダメージを受けることもなく、安定した半導体発光装置が作製され得る。   Accordingly, the insulating film or metal layer, electrode layer, barrier metal layer, and bonding layer are not cut during chip separation. As a result, the insulating film and the metal layer are not broken or separated from the semiconductor layer constituting the light emitting layer by the chip separation process, and the active layer of the light emitting layer is not damaged and is stable. A semiconductor light emitting device can be fabricated.

また、ダイシングの際に、接合層を構成するAuSn等の軟らかい金属によりダンシングブレードが目詰まりして、チッピングが発生するようなことはない。   Further, when dicing, the dancing blade is not clogged by a soft metal such as AuSn constituting the bonding layer, and chipping does not occur.

上記発光層と第一の電極層の間に、パターニングされた絶縁膜が設けられており、上記第一の電極層が、絶縁膜のない領域にて上記発光層とオーミック接触すると共に、上記絶縁膜が発光層からの光を反射させる場合には、絶縁膜が反射面として作用することにより、発光層から実装面側に出射する光が、絶縁膜で反射される。これにより、光取出し効率が向上することになる。   A patterned insulating film is provided between the light emitting layer and the first electrode layer, and the first electrode layer is in ohmic contact with the light emitting layer in a region without the insulating film, and the insulating When the film reflects light from the light emitting layer, the insulating film acts as a reflecting surface, so that light emitted from the light emitting layer to the mounting surface is reflected by the insulating film. Thereby, the light extraction efficiency is improved.

上記発光層と第一の電極層の間に、パターニングされた金属層が設けられており、上記金属層の無い領域に形成された電極層が上記発光層とオーミック接触すると共に、上記金属層が発光層からの光を反射させる場合には、同様に金属層が反射面として作用することにより、発光層から実装面側に出射する光が、金属層で反射される。これにより、光取出し効率が向上することになる。   A patterned metal layer is provided between the light emitting layer and the first electrode layer. The electrode layer formed in the region without the metal layer is in ohmic contact with the light emitting layer, and the metal layer is In the case of reflecting light from the light emitting layer, the metal layer similarly acts as a reflecting surface, so that light emitted from the light emitting layer to the mounting surface is reflected by the metal layer. Thereby, the light extraction efficiency is improved.

上記接合層が、AuSn等の共晶材から構成されている場合には、同様にダイシングの際に、この接合層がダイシングされない。このため、ダイシングブレードのAuSnによる目詰まりが回避され得ることになる。   When the bonding layer is made of a eutectic material such as AuSn, the bonding layer is not diced during dicing. For this reason, clogging of the dicing blade by AuSn can be avoided.

このようにして、本発明によれば、複数のチップが一体に製造される場合の各チップの外周に、ダイシングストリートが画成されることになる。これにより、ダイシングの際に、絶縁膜または金属層,電極層,バリアメタル層及び接合層が切断されることはない。
従って、ダイシングによって、絶縁膜や金属層が割れたり、発光層を構成する半導体層から剥離するようなことはなく、さらに発光層のうち活性層がダメージを受けることもなく、接合層を構成するAuSn等の軟らかい金属によりダンシングブレードが目詰まりして、チッピングが発生するようなことはない。
これにより、特性の安定した半導体発光装置が歩留まり良く作製され得ることになる。
Thus, according to the present invention, dicing streets are defined on the outer periphery of each chip when a plurality of chips are manufactured integrally. Thus, the insulating film or metal layer, electrode layer, barrier metal layer, and bonding layer are not cut during dicing.
Therefore, the dicing does not break the insulating film or the metal layer or peel off from the semiconductor layer constituting the light emitting layer, and further, the active layer of the light emitting layer is not damaged and forms the bonding layer. The dancing blade is not clogged by a soft metal such as AuSn, and chipping does not occur.
As a result, a semiconductor light emitting device having stable characteristics can be manufactured with high yield.

以下、この発明の好適な実施形態を図1から図2を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
The embodiments described below are preferable specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. As long as there is no description of the effect, it is not restricted to these aspects.

図1は、本発明による半導体発光装置の一実施形態の構成を示している。
図1において、半導体発光装置10は、所謂ジャンクションダウン構造の半導体発光装置であって、半導体基板11の表面(下面)に発光層12が形成されており、さらにこの発光層12の下側に、順次にパターニングされた絶縁膜13を介して、p型電極14及びバリアメタル層15が形成される。また、上記半導体基板11の上面にn型電極16が形成されることにより、チップ状に構成されている。
FIG. 1 shows a configuration of an embodiment of a semiconductor light emitting device according to the present invention.
In FIG. 1, a semiconductor light emitting device 10 is a so-called junction down structure semiconductor light emitting device, in which a light emitting layer 12 is formed on the surface (lower surface) of a semiconductor substrate 11, and further below the light emitting layer 12, A p-type electrode 14 and a barrier metal layer 15 are formed through the sequentially patterned insulating film 13. Further, an n-type electrode 16 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 11 to form a chip.

さらに、上記半導体発光装置10は、実装の際に、その下面がパッケージやサブマウント等の実装基板上に形成された接続用ランド等に対して接合され得るように、その下面に、接合層17が形成されている。   Further, when the semiconductor light emitting device 10 is mounted, the bonding layer 17 is formed on the lower surface so that the lower surface can be bonded to a connection land formed on a mounting substrate such as a package or a submount. Is formed.

上記半導体基板11は、発光層12で生ずる光を上方に透過させるように、発光波長に対して透光性を有する半導体から構成されている。
上記発光層12は、公知の構成の発光層であって、実際には複数の半導体層を積層させることにより、構成されている。
The semiconductor substrate 11 is made of a semiconductor having translucency with respect to the emission wavelength so that light generated in the light emitting layer 12 is transmitted upward.
The light emitting layer 12 is a light emitting layer having a known configuration, and is actually formed by laminating a plurality of semiconductor layers.

上記絶縁膜13は、SiO2 ,Si3 4 等から構成されており、反射率が最大となる厚さ(SiO2 の場合には、例えば約100nm)に蒸着により形成されている。
そして、上記絶縁膜13は、上記発光層12とp型電極14のオーミック接触を可能にするように、パターニングにより一部が除去されている。
これにより、上記発光層3とp型電極5のオーミック接触の際の合金化により、光吸収体としての合金層が部分的に形成されないようになっている。従って、絶縁膜13の存在する領域では、発光層12から下方に向かう光が、上記絶縁膜13で反射して、上方に向かって効果的に取り出され得るようになっている。
The insulating film 13 is composed of SiO 2 , Si 3 N 4 or the like, and is formed by vapor deposition to a thickness that maximizes the reflectance (in the case of SiO 2 , for example, about 100 nm).
The insulating film 13 is partially removed by patterning so as to enable ohmic contact between the light emitting layer 12 and the p-type electrode 14.
Thereby, an alloy layer as a light absorber is not partially formed by alloying in the ohmic contact between the light emitting layer 3 and the p-type electrode 5. Therefore, in the region where the insulating film 13 exists, light traveling downward from the light emitting layer 12 is reflected by the insulating film 13 and can be effectively extracted upward.

上記p型電極14は、AuZnのp型電極として、例えば100〜400nmの厚さで形成され、上述した絶縁膜13が形成されない領域にて、発光層12の下面とオーミック接触することにより、電気的に接続されるようになっている。 ここで、上記p型電極14は、チップ毎に、チップ分離後のチップ外周部となるべき境界線から0より大きく30μmだけ小さいサイズだけ内側の領域に成膜される。
好ましくは、素子分離の際のアライメントのずれ、p型電極の大きさによる光取り出し効率、Vfの上昇を考慮してチップ外周部となるべき境界線から10μm以上小さく成膜する。
The p-type electrode 14 is formed as an AuZn p-type electrode having a thickness of, for example, 100 to 400 nm, and is brought into ohmic contact with the lower surface of the light emitting layer 12 in a region where the above-described insulating film 13 is not formed. Connected. Here, for each chip, the p-type electrode 14 is formed in a region on the inner side by a size larger than 0 and smaller by 30 μm from the boundary line to be the outer periphery of the chip after chip separation.
Preferably, the film is formed 10 μm or more smaller than the boundary line to be the outer periphery of the chip in consideration of misalignment during element separation, light extraction efficiency due to the size of the p-type electrode, and increase in Vf.

上記バリアメタル層15は、例えばTaN/Taの周期構造を有する複合バリアメタル層として、EB,スパッタ法または蒸着法により形成されており、半導体発光装置10がパッケージやサブマウント等に実装される際に、接合層17が発光層12側にしみ出すことを阻止するようになっている。
ここで、上記バリアメタル層15は、その大きさが上記p型電極14より僅かに小さく選定されている。
The barrier metal layer 15 is formed by, for example, EB, sputtering, or vapor deposition as a composite barrier metal layer having a TaN / Ta periodic structure, and when the semiconductor light emitting device 10 is mounted on a package, a submount, or the like. In addition, the bonding layer 17 is prevented from exuding to the light emitting layer 12 side.
Here, the size of the barrier metal layer 15 is selected to be slightly smaller than that of the p-type electrode 14.

さらに、上記バリアメタル層15は、その下面に、接合層17の密着性を高めるために、密着層15aを備えている。
この密着層15aは、上記バリアメタル層15に続いて、同様にEB,スパッタ法または蒸着法により形成されており、その大きさが上記バリアメタル層15とほぼ同じ大きさに選定されている。
Further, the barrier metal layer 15 includes an adhesion layer 15 a on the lower surface thereof in order to improve the adhesion of the bonding layer 17.
The adhesion layer 15a is formed by EB, sputtering or vapor deposition similarly to the barrier metal layer 15, and the size thereof is selected to be approximately the same as that of the barrier metal layer 15.

上記n型電極16は、Au−Ge−Niのn型電極として、半導体基板11の上面に例えば真空蒸着により形成され、合金化される。   The n-type electrode 16 is formed as an Au-Ge-Ni n-type electrode on the upper surface of the semiconductor substrate 11 by, for example, vacuum deposition and alloyed.

上記接合層17は、上記発光層12が実装面(半導体発光装置10の下面)に近いことから、銀ペースト等の接合剤を使用した場合、溶融した接合剤がチップ側面を這い上がって、リークすることを回避するために、AuSn等の共晶材が使用される。
この共晶材は、実装面の表面の凹凸を均すために十分な厚さ、例えば1〜3μm程度の厚さを有するようになっている。
これにより、半導体発光装置10は、ステム上またはパッケージ,サブマウント等の実装基板に対して共晶接合されることになる。
Since the light emitting layer 12 is close to the mounting surface (the lower surface of the semiconductor light emitting device 10), the bonding layer 17, when a bonding agent such as silver paste is used, causes the molten bonding agent to crawl up the chip side surface and cause leakage. In order to avoid this, a eutectic material such as AuSn is used.
This eutectic material has a thickness sufficient to level the unevenness of the surface of the mounting surface, for example, a thickness of about 1 to 3 μm.
As a result, the semiconductor light emitting device 10 is eutectic bonded to a mounting substrate such as a stem or a package or a submount.

このようにして、本発明実施形態による半導体装置10は、従来の半導体発光層10とほぼ同様の構成であるが、本発明実施形態による半導体発光装置10においては、各チップ毎に、そのチップ外周部となるべき境界線に沿って、p型電極14,バリアメタル層15,密着層15a及び接合層17が、30〜50μmだけ小さく形成される。これにより、隣接するチップ外周部との間に、ダイシングストリートとして作用する間隙を画成している点で異なる構成になっている。   As described above, the semiconductor device 10 according to the embodiment of the present invention has substantially the same configuration as that of the conventional semiconductor light emitting layer 10. However, in the semiconductor light emitting device 10 according to the embodiment of the present invention, the outer periphery of the chip is provided for each chip. The p-type electrode 14, the barrier metal layer 15, the adhesion layer 15a, and the bonding layer 17 are formed small by 30 to 50 μm along the boundary line to be a part. Thereby, it has a different configuration in that a gap acting as a dicing street is defined between adjacent chip outer peripheral portions.

本発明実施形態による半導体発光装置10は、以上のように構成されており、製造の際には、以下のようにして製造される。
即ち、まずウェハ状の半導体基板11の表面全体に、発光層12を形成する。 次に、ウェハ状の発光層12を備えた半導体基板11に対して、発光層12側の表面全体に、絶縁膜13を形成する。
The semiconductor light emitting device 10 according to the embodiment of the present invention is configured as described above, and is manufactured as follows in the manufacturing process.
That is, first, the light emitting layer 12 is formed on the entire surface of the wafer-like semiconductor substrate 11. Next, the insulating film 13 is formed on the entire surface on the light emitting layer 12 side of the semiconductor substrate 11 having the wafer-like light emitting layer 12.

続いて、絶縁膜13のパターニングのために、レジストパターンを形成し、絶縁膜13を部分的に除去する。
これにより、絶縁膜13が残った領域では、p型電極14が形成される際に、合金層の形成が阻止されることになる。
Subsequently, for patterning the insulating film 13, a resist pattern is formed, and the insulating film 13 is partially removed.
Thus, in the region where the insulating film 13 remains, the formation of the alloy layer is prevented when the p-type electrode 14 is formed.

その後、パターニングした絶縁膜13の上に、レジストパターンを形成し、各チップ毎にダイシングストリートを除く領域に、p型電極14を形成する。そして、このp型電極14をマスクとして、周縁に露出する絶縁膜13を除去することにより、上記ダイシングストリートをエッチングする。
次に、半導体基板11の反対側の表面に、n型電極16を形成する。
Thereafter, a resist pattern is formed on the patterned insulating film 13, and a p-type electrode 14 is formed in a region excluding dicing street for each chip. Then, using the p-type electrode 14 as a mask, the insulating film 13 exposed at the periphery is removed to etch the dicing street.
Next, the n-type electrode 16 is formed on the opposite surface of the semiconductor substrate 11.

さらに、上記半導体基板11の発光層12側にて、上記p型電極14の上から、レジストパターンを形成し、ダイシングストリートを除く領域に、p型電極14より僅かに小さく、バリアメタル層15,密着層15aを形成する。
そして、上記バリアメタル層15,密着層15aより僅かに小さく、共晶材から成る接合層17を形成する。
Further, a resist pattern is formed on the p-type electrode 14 on the light-emitting layer 12 side of the semiconductor substrate 11 and is slightly smaller than the p-type electrode 14 in a region excluding dicing streets. The adhesion layer 15a is formed.
Then, a bonding layer 17 made of a eutectic material is formed which is slightly smaller than the barrier metal layer 15 and the adhesion layer 15a.

その後、各チップ18毎に、例えば400μmピッチで、ダイシングを行なう。その際、カーフ幅20μmのダイシングブレードを使用することにより、ダイシング後の各チップ18の仕上がりチップサイズは、380μmとなる。
チップ分離方法は、ブレーキングを用いても良い。
Thereafter, dicing is performed for each chip 18 at a pitch of 400 μm, for example. At that time, by using a dicing blade having a kerf width of 20 μm, the finished chip size of each chip 18 after dicing becomes 380 μm.
As the chip separation method, braking may be used.

ここで、絶縁膜13,バリアメタル層15,密着層15a及び接合層17は、各チップ毎の境界線に沿って、ダイシングブレードより幅が広いダイシングストリートが画成されているので、ダイシングの際に、ダイシングブレードがこれらの絶縁膜13,バリアメタル層15,密着層15a及び接合層17に当たるようなことはない。
このようにして、図2に示す半導体発光装置10のチップ18が完成することになる。
Here, since the insulating film 13, the barrier metal layer 15, the adhesion layer 15a, and the bonding layer 17 have a dicing street wider than the dicing blade along the boundary line for each chip, In addition, the dicing blade does not hit these insulating film 13, barrier metal layer 15, adhesion layer 15 a, and bonding layer 17.
In this way, the chip 18 of the semiconductor light emitting device 10 shown in FIG. 2 is completed.

このような構成の半導体発光装置10によれば、ステム上またはパッケージ,サブマウント等の実装基板への実装の際には、上記半導体発光装置10が、発光層12側を実装面として、実装基板上に載置され、ダイボンディングにより上記接合層17が実装基板上のチップ実装部に共晶接合される。また、上面のn型電極16が実装基板上の接続ランドに対して金線等によりワイヤボンディングされる。
これにより、半導体発光装置10のチップ18の実装が完了する。
According to the semiconductor light emitting device 10 having such a configuration, when mounting on a mounting substrate such as a package or a submount on the stem, the semiconductor light emitting device 10 uses the light emitting layer 12 side as a mounting surface to mount the mounting substrate. Then, the bonding layer 17 is eutectic bonded to the chip mounting portion on the mounting substrate by die bonding. Further, the n-type electrode 16 on the upper surface is wire-bonded to the connection land on the mounting substrate with a gold wire or the like.
Thereby, the mounting of the chip 18 of the semiconductor light emitting device 10 is completed.

この場合、チップ18毎に分割するためにダイシングブレードによりダイシングやブレーキングを行なう際に、ダイシングブレードが絶縁膜13又は金属層,電極層,バリアメタル層に当たらない。ブレーキングを用いた場合も同様である。このため、絶縁膜13,金属層,電極層,バリアメタル層がチップ分離の際に割れたり剥がれたりすることがない。
従って、絶縁膜13の割れ,剥離や発光層12の半導体発光装置の特性が劣化することなく、歩留まりが向上することになり、生産性が高められることになる。
In this case, the dicing blade does not hit the insulating film 13 or the metal layer, the electrode layer, or the barrier metal layer when dicing or braking is performed by the dicing blade in order to divide each chip 18. The same applies when braking is used. For this reason, the insulating film 13, the metal layer, the electrode layer, and the barrier metal layer are not cracked or peeled off during chip separation.
Therefore, the yield is improved and the productivity is increased without cracking or peeling of the insulating film 13 or deterioration of the characteristics of the semiconductor light emitting device of the light emitting layer 12.

さらに、ダイシングブレードが特にAuSn等の軟らかい金属に当たって、目詰まりし、チッピングが発生するようなことはない。このようにして、特に軟らかい金属が1μm以上の厚さである場合に、上述したダイシングストリートを設けることは有効である。   Furthermore, the dicing blade does not clog and generate chipping particularly when it hits a soft metal such as AuSn. In this way, it is effective to provide the above-described dicing street when the soft metal has a thickness of 1 μm or more.

上述した実施形態においては、半導体発光装置10は、接合層17まで形成した後に、ダイシングによりチップ毎に分離されるようになっているが、これに限らず、バリアメタル層15まで形成した段階で、ダイシングによりチップ毎に分離された後、実装基板等に対してペーストによりダイボンディングされるようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the semiconductor light emitting device 10 is separated for each chip by dicing after the bonding layer 17 is formed. However, the present invention is not limited to this, and when the barrier metal layer 15 is formed. Alternatively, after being separated for each chip by dicing, die bonding may be performed to the mounting substrate or the like by paste.

また、上述した実施形態においては、p型電極14と発光層12との間に、パターニングされた絶縁膜13が配置されているが、これに限らず、パターニングされたAuZn等の金属膜を形成し、続いて半導体基板11の反対側の表面に、Au−Ge−Niのn型電極16を形成して合金化処理した後、ダイシングストリートとなるべき領域を除いて、AuZnのp型電極14を形成するようにしてもよい。
この場合、p型電極14の形成後に合金化処理が行なわれない。このため、合金化された部分でオーミック接触が構成され、それ以外の部分がミラーとなり、十分な光取出し効率が確保され得る。
実施例では、半導体のp側に絶縁膜やバリアメタル等を成膜し、p側が接合面となる構造について示したが、pnが逆のn側が接合面となる場合においても同様の効果が得られる。
In the above-described embodiment, the patterned insulating film 13 is disposed between the p-type electrode 14 and the light emitting layer 12. However, the present invention is not limited to this, and a patterned metal film such as AuZn is formed. Subsequently, an Au—Ge—Ni n-type electrode 16 is formed on the opposite surface of the semiconductor substrate 11 and alloyed, and then the AuZn p-type electrode 14 is removed except for a region to be a dicing street. May be formed.
In this case, the alloying process is not performed after the formation of the p-type electrode 14. For this reason, ohmic contact is formed in the alloyed part, and the other part becomes a mirror, and sufficient light extraction efficiency can be ensured.
In the embodiment, an insulating film, a barrier metal, or the like is formed on the p side of the semiconductor and the p side is the junction surface. However, the same effect can be obtained when the n side opposite to pn is the junction surface. It is done.

このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、チップ毎にダイシングにより分離する際に、発光層を構成する半導体と絶縁膜や金属層とが剥離したり、あるいはダイシングブレードの目詰まりを低減するようにした、半導体発光装置が提供され得る。   In this way, according to the present invention, when the chips are separated by dicing with a simple configuration, the semiconductor constituting the light emitting layer is separated from the insulating film or the metal layer, or the dicing blade is clogged. Thus, a semiconductor light emitting device can be provided.

本発明による半導体発光装置の一実施形態の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of one Embodiment of the semiconductor light-emitting device by this invention. 図1の半導体発光装置のチップ毎に分離された状態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the state isolate | separated for every chip | tip of the semiconductor light-emitting device of FIG. 従来の半導体発光装置の一例の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of an example of the conventional semiconductor light-emitting device.

符号の説明Explanation of symbols

10 半導体発光装置
11 半導体基板
12 発光層
13 パターニングされた絶縁膜
14 p型電極
15 バリアメタル層
15a 密着層
16 n型電極
17 接合層
18 チップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor light-emitting device 11 Semiconductor substrate 12 Light emitting layer 13 Patterned insulating film 14 P-type electrode 15 Barrier metal layer 15a Adhesion layer 16 N-type electrode 17 Bonding layer 18 Chip

Claims (5)

実装面側に発光層を備えた半導体基板と、この発光層の表面に形成されたパターンニングされた絶縁膜または金属層と、この絶縁膜または金属層の上に形成され且つ絶縁膜または金属層のない領域にて上記発光層に対して部分的にオーミック接触する第一の電極層と、この第一の電極層の上にバリアメタル層を介して形成された接合層と、上記半導体基板の発光層とは反対側の表面に形成された第二の電極層と、を含んでいるジャンクションダウン構造の半導体発光装置であって、
上記絶縁膜または金属層,電極層,バリアメタル層及び接合層が、半導体基板及び発光層よりも小さいことを特徴とする、半導体発光装置。
A semiconductor substrate having a light emitting layer on the mounting surface side, a patterned insulating film or metal layer formed on the surface of the light emitting layer, and an insulating film or metal layer formed on the insulating film or metal layer A first electrode layer that is partially in ohmic contact with the light-emitting layer in a region having no contact, a bonding layer formed on the first electrode layer via a barrier metal layer, and the semiconductor substrate A semiconductor light emitting device having a junction down structure including a second electrode layer formed on a surface opposite to the light emitting layer,
A semiconductor light emitting device characterized in that the insulating film or metal layer, electrode layer, barrier metal layer and bonding layer are smaller than the semiconductor substrate and the light emitting layer.
上記絶縁膜または金属層,電極層,バリアメタル層及び接合層が、素子分離された半導体基板端面より10μm以上小さいことを特徴とする、請求項1に記載の半導体発光装置。   2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the insulating film or metal layer, electrode layer, barrier metal layer, and bonding layer are 10 [mu] m or more smaller than an end face of the semiconductor substrate from which elements are separated. 上記発光層と第一の電極層の間に、パターニングされた絶縁膜が設けられており、上記第一の電極層が、絶縁膜のない領域にて上記発光層とオーミック接触すると共に、上記絶縁膜が発光層からの光を反射させることを特徴とする、請求項1または2に記載の半導体発光装置。   A patterned insulating film is provided between the light emitting layer and the first electrode layer, and the first electrode layer is in ohmic contact with the light emitting layer in a region without the insulating film, and the insulating The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the film reflects light from the light emitting layer. 上記発光層と第一の電極層の間に、パターニングされた金属層が設けられており、上記第一の電極層が、金属層のない領域にて上記発光層とオーミック接触すると共に、上記金属層が発光層からの光を反射させることを特徴とする、請求項1または2に記載の半導体発光装置。   A patterned metal layer is provided between the light emitting layer and the first electrode layer, and the first electrode layer is in ohmic contact with the light emitting layer in a region without the metal layer, and the metal The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the layer reflects light from the light-emitting layer. 上記接合層が、AuSn等の共晶材から構成されていることを特徴とする、請求項1から4の何れかに記載の半導体発光装置。   5. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the bonding layer is made of a eutectic material such as AuSn.
JP2006144006A 2006-05-24 2006-05-24 Semiconductor light emitting device Pending JP2007317771A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006144006A JP2007317771A (en) 2006-05-24 2006-05-24 Semiconductor light emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006144006A JP2007317771A (en) 2006-05-24 2006-05-24 Semiconductor light emitting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007317771A true JP2007317771A (en) 2007-12-06

Family

ID=38851394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006144006A Pending JP2007317771A (en) 2006-05-24 2006-05-24 Semiconductor light emitting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007317771A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014139997A (en) * 2013-01-21 2014-07-31 Rohm Co Ltd Light-emitting element and light-emitting element package
JP2014157921A (en) * 2013-02-15 2014-08-28 Stanley Electric Co Ltd Semiconductor element and manufacturing method of the same
JP2020021964A (en) * 2017-11-16 2020-02-06 ローム株式会社 Light-emitting element and light-emitting element package

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014139997A (en) * 2013-01-21 2014-07-31 Rohm Co Ltd Light-emitting element and light-emitting element package
JP2014157921A (en) * 2013-02-15 2014-08-28 Stanley Electric Co Ltd Semiconductor element and manufacturing method of the same
JP2020021964A (en) * 2017-11-16 2020-02-06 ローム株式会社 Light-emitting element and light-emitting element package

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5676396B2 (en) Substrate removal method for high light extraction LED
TWI283491B (en) Trench cut light emitting diodes and methods of fabricating same
KR100610632B1 (en) Manufacturing method of led having vertical structure
KR100714589B1 (en) Method for Manufacturing Vertical Structure Light Emitting Diode
JP5334158B2 (en) Nitride semiconductor light emitting device and method for manufacturing nitride semiconductor light emitting device
US7776637B2 (en) Method of manufacturing light emitting diodes
JP2006135321A (en) Light emitting device and method of manufacturing the same
JP2005019945A (en) Manufacturing method of gallium nitride-based semiconductor light emitting device
JP2008053685A (en) Vertical-structure gallium nitride light-emitting diode element, and its manufacturing method
JP4159865B2 (en) Nitride compound semiconductor light emitting device manufacturing method
JP2009295611A (en) Semiconductor light emitting element and manufacturing method thereof
JP2013232478A (en) Semiconductor light-emitting device and method of manufacturing the same
JP5356292B2 (en) Semiconductor light emitting device and semiconductor light emitting device
JP5658604B2 (en) Manufacturing method of semiconductor light emitting device
JP4835409B2 (en) III-V group semiconductor device and manufacturing method thereof
US7781241B2 (en) Group III-V semiconductor device and method for producing the same
JP2012142508A (en) Semiconductor element wafer
WO2015141166A1 (en) Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing same
KR100887758B1 (en) Flip-chip type vertical light emitting device and method of fabricating the device
JP5126884B2 (en) Nitride semiconductor light emitting device and method for manufacturing nitride semiconductor light emitting device
JP2007317771A (en) Semiconductor light emitting device
JP3916726B2 (en) Compound semiconductor light emitting device
CN106935607A (en) A kind of upside-down mounting high voltage LED chip and preparation method thereof
JP2005086137A (en) GaN-BASED LIGHT EMITTING DIODE
JP5945409B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof